La plasturgie se dope aux capteurs

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Les capteurs, c’est comme les smartphones. D’abord on se dit que ça n’apporte pas grand-chose et, une fois qu’on s’y est mis, on ne peut plus s’en passer ! Dans la plasturgie, leur usage est encore confidentiel. Que ce soit chez les fabricants de moules ou chez les utilisateurs de presses à injecter, moins de 10% des moules en sont équipés. Pourtant, instrumenter un moule permet d’améliorer la maîtrise du procédé d’injection. L’Union européenne en est en tout cas convaincue. Pour le prouver, elle a lancé le projet Mold4ProdE, qui signifie "Intelligent mold for productivity enhancement" (Des moules intelligents pour une amélioration de la productivité).

Ce projet réunit 26 partenaires allemands, anglais, espagnols, italiens et français. Parmi eux, des centres techniques, des fabricants de moules, des utilisateurs, mais aussi des universitaires et des spécialistes de l’instrumentation. "Nous voulons démocratiser l’utilisation des moules intelligents, lance Valérie Frèrejean, la responsable de ce programme au Pôle européen de plasturgie (PEP), à Bellignat (Ain). Cela fait longtemps qu’on en parle, mais leur progression reste trop lente."

Des moules instrumentés, on en trouve déjà chez certains industriels qui produisent des pièces très techniques et recherchent une injection parfaitement homogène. Les plasturgistes de la grande série, qui utilisent des moules avec de nombreuses empreintes, et les fabricants de pièces de grandes dimensions y ont aussi recours. C’est le cas par exemple de Plastic Omnium, avant-gardiste en la matière, qui a entièrement instrumenté un moule de pare-chocs de camion pour servir de base de travail au projet européen. Mais ces capteurs restent trop souvent réservés à des phases de mise au point. Lorsqu’un problème de remplissage est détecté au démarrage d’une série par exemple, le plasturgiste les installe pour affiner les réglages de sa presse, puis les enlève une fois les réglages effectués. Les capteurs sont aussi utiles pour identifier d’éventuelles fuites dans le moule, que la machine seule ne peut détecter.

Ce que veulent montrer les acteurs de Mold4ProdE, c’est que l’intérêt d’instrumenter un moule va au-delà de ce simple usage "curatif". « Nous voulons convaincre de laisser les capteurs tout au long de la vie du moule. Cela fait gagner du temps à chaque redémarrage de production », assure Valérie Frèrejean.
Temps de réglage divisés par deux
D’après des études menées par les quatre centres techniques impliqués dans le projet, surveiller la température et la pression à l’intérieur d’un moule permet de diviser par deux les temps de réglage. Deux fois moins de temps pour changer de moule, c’est la possibilité de multiplier les productions et d’augmenter le taux d’utilisation des machines. Et cela signifie aussi deux fois moins de matière perdue, car pendant toutes les phases de réglages, la machine consomme de la matière pour produire des pièces non conformes.

Pour les fabricants de moules aussi, les capteurs peuvent être source d’améliorations. Fabriquer un moule implique en effet une succession d’allers et retours. Le mouliste alterne les essais et les retouches jusqu’à obtenir des pièces conformes. Son savoir-faire consiste à identifier la cause de chaque problème. Il doit déterminer par exemple si un mauvais remplissage est dû à une pression insuffisante, à une vitesse d’écoulement inadaptée ou à une température trop basse. Utiliser des capteurs, c’est passer du stade de l’intuition à celui de la connaissance.

"Depuis que j’instrumente mes moules, j’ai l’impression de ne plus travailler en aveugle, c’est comme si j’avais un œil dans la cavité pour voir tout ce qui s’y passe", confirme Jean-Marc Sanguesa, le directeur de la société DPH, spécialisée dans les moules techniques [lire ci-contre]. En identifiant les problèmes plus rapidement, l’industriel, qui participe au projet Mold4ProdE, a réduit ses temps de fabrication. Un avantage non négligeable sur un marché aussi concurrentiel : la France produit trois fois moins de moules que l’Allemagne et deux fois moins que l’Italie, selon une étude Xerfi de novembre 2012.

De l’information pertinente
Qu’il s’agisse de moulistes ou d’utilisateurs, le paysage de la plasturgie française est constitué à 80% de PME. Des sociétés de mécanique qui n’ont pas forcément les ressources pour se former à l’instrumentation, à la manipulation de signaux et à l’analyse statistique des données. Le projet Mold4ProdE veut rendre ces activités plus accessibles. "L’université Claude-Bernard de Lyon travaille ainsi à faciliter le positionnement des capteurs a priori", précise Valérie Frèrejean. L’université fournira des outils pour aider les industriels à bien les placer, de manière à obtenir les informations les plus pertinentes avec un minimum d’instrumentation. La PME rhônalpine Sise, autre partenaire du projet spécialisé dans l’optimisation des procédés d’injection, a fait évoluer son système de détection des dérives de production. "Nous avons créé Easy PSP, un système de surveillance monovariable beaucoup plus simple à utiliser", assure Arnaud Lagarde, le responsable du bureau d’études chez Sise, à Oyonnax (Ain).

Au final, si les plasturgistes continuent de s’approprier les capteurs, les fabricants pourront livrer leurs moules avec une « signature », sorte de carte d’identité numérique contenant les paramètres idéaux (notamment les courbes de montées en température). Les industriels pourront ainsi produire des pièces bonnes plus rapidement. Et gagner en flexibilité, car les moules pourront facilement passer d’une machine à une autre.

Prochaine étape : faire communiquer le moule avec la presse afin d’obtenir une machine autonome, capable d’adapter toute seule ses paramètres en cas de dérive. "Ce qui ressemblait à de la science-fiction il y a quinze ans est aujourd’hui possible", annonce Stéphane Castin, l’expert en plasturgie chez le fabricant de capteurs Kistler, aux Ullis (Essonne). Il indique que des machines de ce type tournent déjà chez certains industriels de la connectique et du médical. Demain est déjà là.